水化热抑制剂对铁铝酸盐水泥水化的影响

doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1070

摘要/Abstract

摘要：

为解决铁铝酸盐水泥基材料早期水化速度过快及放热集中的问题，本研究探讨了水化热抑制剂对铁铝酸盐水泥物理力学性能和水化过程的影响规律。通过流动度、凝结时间、抗压强度、水化热、水化产物分析等试验，研究了不同掺量下水化热抑制剂对铁铝酸盐水泥水化过程与物理力学性能的影响。结果表明，水化热抑制剂的加入提高了水泥砂浆的流动度，并延长了水泥浆体的凝结时间，当水化热抑制剂掺量为2.0%（质量分数）时，水泥浆体的初、终凝时间分别为73和106 min，与未掺抑制剂相比分别延长了49和68 min。掺入水化热抑制剂使试件早期6 h抗压强度明显降低，与未掺抑制剂相比，当抑制剂掺量为2.0%时抗压强度下降了38.14%，之后抑制剂的作用随龄期延长逐渐减弱，抗压强度在水化开始后又逐渐恢复。同时，加入抑制剂会延迟水泥水化放热峰出现的时间，当抑制剂掺量为2.0%时，与未掺抑制剂相比第二放热峰的峰值增加了66.93%，峰值出现的时间推迟了2.75 h，第三放热峰的峰值降低了20.38%，出现的时间推迟了9.28 h。

关键词: 铁铝酸盐水泥, 水化热抑制剂, 水化热, 流动度, 凝结时间, 抗压强度, 水化产物

Abstract:

In order to solve the problems of concentrated heat release and rapid setting of ferroaluminate cement-based materials， the influence of temperature rising inhibitor on the hydration process and physical-mechanical properties of ferroaluminate cement was investigated through tests of fluidity， setting time， compressive strength， hydration heat and hydration products analysis. The results show that the addition of temperature rising inhibitor improves the fluidity of cement mortar and prolongs the setting time of cement paste. When the content of temperature rising inhibitor is 2.0%（mass fraction）， the initial and final setting time of cement paste are 73 and 106 min respectively， which are 49 and 68 min longer than those of the sample without inhibitor. When temperature rising inhibitor is added， the compressive strength of the specimen decreases obviously at the early age of 6 h. Compared with the sample without inhibitor， the compressive strength decreases by 38.14% when the content of the inhibitor is 2.0%， and then the effect of the inhibitor gradually weakens with increasing age， and hydration gradually recovers. At the same time， the addition of inhibitor delays the time of the exothermic peak of cement hydration. When the content of inhibitor is 2.0%， compared with the sample without inhibitor， the second exothermic peak value increases by 66.93%， the time of the peak is delayed by 2.75 h， the third exothermic peak value decreases by 20.38%， and its appearance time is delayed by 9.28 h.

Key words: ferroaluminate cement, temperature rising inhibitor, hydration heat, fluidity, setting time, compressive strength, hydration product

中图分类号:

TU528

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图/表 11

表1 水泥的化学成分

Table 1 Chemical composition of cement

Composition	CaO	Al₂O₃	SO₃	Fe₂O₃	SiO₂	TiO₂	MgO	Na₂O	K₂O	Other
Mass fraction/%	49.60	17.98	16.92	7.15	5.39	1.45	0.77	0.16	0.14	0.44

图1 FAC的XRD谱

Fig.1 XRD pattern of FAC

图2 TRI的FTIR谱

Fig.2 FTIR spectrum of TRI

图3 TRI对FAC胶砂流动度的影响

Fig.3 Effect of TRI on fluidity of FAC mortar

图4 TRI对FAC凝结时间的影响

Fig.4 Effect of TRI on setting time of FAC

图5 TRI对FAC水化热的影响

Fig.5 Effect of TRI on hydration heat of FAC

表2 TRI对FAC水化放热峰的影响

Table 2 Effect of TRI on hydration heat release peak of FAC

Sample	Time of the second peak/h	Peak value of the second peak/（mW·g^-1）	Time of the third peak/h	Peak value of the third peak/（mW·g^-1）	Second peak time interval/h	Third peak time interval/h
Control	4.08	8.92	20.33	2.60	—	—
T05	4.44	11.84	25.00	2.24	0.36	4.67
T10	5.17	13.34	27.38	2.16	1.09	7.05
T15	5.99	13.88	28.82	1.98	1.91	8.49
T20	6.83	14.89	29.61	2.07	2.75	9.28

图6 TRI对FAC胶砂抗压强度的影响

Fig.6 Effect of TRI on compressive strength of FAC mortar

图7 TRI对FAC胶砂抗折强度的影响

Fig.7 Effect of TRI on flexural strength of FAC mortar

图8 TRI不同掺量下FAC的XRD谱

Fig.8 XRD patterns of FAC with different TRI content

图9 TRI不同掺量下FAC的FTIR谱

Fig.9 FTIR spectra of FAC with different TRI content

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